从零开发短视频电商 Java开发者的AI大模型（LLM）应用开发和设计-LangChain4j

简介

Github:

• https://github.com/langchain4j

• https://github.com/langchain4j/langchain4j

• https://github.com/langchain4j/langchain4j-embeddings

• https://github.com/langchain4j/langchain4j-examples

Java版langchain, 利用LLMs的力量增强你的java应用程序。

该项目的目标是简化 AI/LLM 功能到 Java 应用程序的集成。

可以通过以下方式实现：

• 一个简单且连贯的抽象层，旨在确保您的代码不依赖于具体实现，例如 LLM providers, embedding store providers,等。这允许轻松替换组件。
• 上述抽象的多种实现，为您提供了多种 LLMs 和嵌入存储可供选择。
• LLM 之上的一系列热门功能，例如：
  • 获取您自己的数据 own data（文档、代码库等）的能力，允许LLM 根据您的数据采取行动和做出响应。
  • 用于将任务（动态定义）委托给LLM的自主代理 agents ，LLM将努力完成这些任务。
  • 提示模板 Prompt templates 可帮助您获得最高质量的 LLM 回复。
  • 记忆Memory 为LLM提供您当前和过去对话的背景信息。
  • 用于接收来自 LLM 的响应的结构化输出，具有所需的结构（如 Java POJO）。
  • “AI 服务”，用于在简单的 API 背后声明性地定义复杂的 AI 行为。
  • 减少常见用例中对大量样板代码的需求的链 Chains 。
  • 自动调节以确保LLM的所有输入和输出都不会有害。

这个更像是一个大的框架，给你从头到尾梳理了个标准的流程，我认为是一个很大的解决方案。

Spring Boot 3 的支持

兼容性：Java8 或更高, Spring Boot: 2 or 3

示例

1.添加依赖

<dependency>
    <groupId>dev.langchain4j</groupId>
    <artifactId>langchain4j-open-ai</artifactId>
    <version>0.24.0</version>
</dependency>

2.设置OpenAI API 密钥

String apiKey = System.getenv("OPENAI_API_KEY");

可以用自己的秘钥，不过要收费。

OpenAI（付费）或 HuggingFace（免费）

建议使用 OpenAI LLM（gpt-3.5-turbo和gpt-4），因为它们是迄今为止最有能力且价格合理的。

也可以使用免费提供的 API 密钥demo来测试 OpenAI。

即 String apiKey = "demo"

3.创建模型的实例并开始交互

OpenAiChatModel model = OpenAiChatModel.withApiKey(apiKey);

String answer = model.generate("Hello world!");

System.out.println(answer); // Hello! How can I assist you today?

功能

AI服务：

• 简单模式
• 带有记忆功能
• 带有工具支持
• 带有流式处理
• 带有检索器
• 带有自动审核
• 带有结构化输出、结构化提示等功能

与OpenAI和Azure OpenAI集成的功能：

• 聊天（同步 + 流式 + 函数）
• 完成（同步 + 流式）
• 嵌入

与Google Vertex AI集成的功能：

• 聊天
• 完成
• 嵌入

与HuggingFace Inference API集成的功能：

• 聊天
• 完成
• 嵌入

与LocalAI集成的功能：

• 聊天（同步 + 流式 + 函数）
• 完成（同步 + 流式）
• 嵌入

与DashScope集成的功能：

• 聊天（同步 + 流式）
• 完成（同步 + 流式）
• 嵌入

聊天记忆
持久性聊天记忆
与文档进行聊天
与Astra DB和Cassandra集成
与Chroma集成
与Elasticsearch集成
与Milvus集成
与Pinecone集成
与Redis集成
与Vespa集成
与Weaviate集成
内存嵌入存储（可持久化）
结构化输出
提示模板
结构化提示模板
LLM响应的流式传输
从文件系统和通过URL加载txt、html、pdf、doc、xls和ppt文档
将文档拆分为段落

• 按段落、行、句子、单词等：

• 递归

• 带有重叠

标记计数估算（以便您可以预测您将支付多少）

实践

爬取网页并embedding

// 从url拉取html
// loaders 有from WebUrl,s3,file
Document document = UrlDocumentLoader.load("https://www.baidu.com", DocumentType.HTML);
// 通过 css选择器 抽取内容和标题
Map<String, String> metadataCssSelectors = new HashMap<>();
metadataCssSelectors.put("title", ".title");
HtmlTextExtractor transformer = new HtmlTextExtractor("#content", metadataCssSelectors, false);
Document transformedDocument = transformer.transform(document);
// 
String title = transformedDocument.metadata("title");
log.debug("title: {}", title);
// splitter 文档拆分为段
// 按段，特殊字符，句子，定长
DocumentSplitter splitter = new DocumentBySentenceSplitter(500, 0);
List<TextSegment> segments = splitter.split(transformedDocument);
 // embedding
for (TextSegment segment : segments) {
     String text = segment.text();
    // embedding
     Float[] xxx = textEmbeddingService.embed(text, ModelTypeEnum.BERT_EN_UNCASED_L4);

HuggingFace在线API集成

为什么用HuggingFace的在线API，就是因为免费，哈哈哈！！！

对于嵌入（embedding），我们建议使用HuggingFace MTEB 排行榜中的模型之一。您必须找到最适合您的特定用例的一种。

以下是获取 HuggingFace API 密钥的方法：

• 在https://huggingface.co上创建一个帐户
• 前往https://huggingface.co/settings/tokens 生成新的访问令牌

引入依赖

<dependency>
    <groupId>dev.langchain4j</groupId>
    <artifactId>langchain4j-hugging-face</artifactId>
    <version>0.24.0</version>
</dependency>

推理示例

  EmbeddingModel embeddingModel = HuggingFaceEmbeddingModel.builder()
                .accessToken(System.getenv("HF_API_KEY"))
                .modelId("sentence-transformers/all-MiniLM-L6-v2")
                .waitForModel(true)
                .timeout(ofSeconds(60))
                .build();

        Response<Embedding> response = embeddingModel.embed("Hello, how are you?");
        System.out.println(response);

加载离线model

针对加载离线model这块，底层依赖onnxruntime + djl.api

<dependency>
    <groupId>dev.langchain4j</groupId>
    <artifactId>langchain4j-embeddings</artifactId>
    <version>0.24.0</version>
</dependency>

证据在langchain4j-embeddings依赖的pom:

<!-- 使用这个加载onnx模型 -->
<dependency>
    <groupId>com.microsoft.onnxruntime</groupId>
    <artifactId>onnxruntime</artifactId>
    <version>1.16.2</version>
</dependency>
<!-- 使用这里内置的分词器等 -->
<dependency>
     <groupId>ai.djl</groupId>
     <artifactId>api</artifactId>
     <version>0.25.0</version>
</dependency>

示例代码

1.首先自己去huggingface或其他站点下载开源的onnx模型到本地

例如：https://huggingface.co/bert-base-uncased

2.加载本地onnx模型，并进行推测。

String text = "Let's demonstrate that embedding can be done within a Java process and entirely offline.";
// path  "C:/Users/laker/Downloads/model.onnx"
EmbeddingModel embeddingModel = new OnnxEmbeddingModel("/home/me/model.onnx");
Embedding inProcessEmbedding = embeddingModel.embed(text).content();
System.out.println(inProcessEmbedding);

官方也提供了几个带onnx文件的jar，里面内置了onnx文件，你就不需要再下载了。

• https://github.com/langchain4j/langchain4j-embeddings

根据需要的模型引入依赖。

<dependency>
    <groupId>dev.langchain4j</groupId>
    <artifactId>langchain4j-embeddings-bge-small-zh</artifactId>
    <version>0.24.0</version>
</dependency>

推理的示例代码

// EmbeddingModel embeddingModel = new AllMiniLmL6V2EmbeddingModel();
EmbeddingModel embeddingModel = new BgeSmallZhEmbeddingModel();
Embedding inProcessEmbedding = embeddingModel.embed(text).content();
System.out.println(inProcessEmbedding);